Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 [ 110 ] 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182

q = QlL = 1 + ; q=£v2. (6.23)

Для турбулентного режима фильтрации в околоскважинной зоне справедлива квадратичная зависимость расхода поглощения от перепада давления на пласт. В случае турбулизации потока уравнения (6.17)-(6.23) примут вид

да = nk р gDc l/f; (6.24)

Да = пррgD l -рgh; (6.25)

ат =Пk;р Dc 1/р2Р; (6.26)

ат =Пkр Dc ll; (6.27)

Q0 =пр Dc ; (6.28)

q = \11 (6.29)

q = j; (6.30)

Q = пkрр Dc 1н v. (6.31)

Оценим реальную возможность существенного увеличения расхода поглощения тампонажного раствора в заданной зоне при струйном методе поинтервального тампонирования. С учетом типовых условий и традиционного оборудования

Др = 1400

= 700-225 = 157 500 = 0,157 м/м;

Др = 0,157 - 0,05 = 0,107 МПа.

Перепад давления между интервалом тампонирования и соседними интервалами составит Др + Др = 0,264 МПа. При ламинарном режиме фильтрации тампонажного раствора в околоскважинной зоне избирательная способность струйного метода составит

q 1 + - 1 + 0i304 - 7; q = 600 %. p 0,05

Таким образом, использование струйного метода позволяет увеличить расход поглощения при ламинарной фильтрации в 7 раз. Если в околоскважинной зоне наблюдается турбулентный режим фильтрации, то избирательная способность метода

1+ - 2,8; q = 180 %.

Интенсивность поглощения в заданной зоне в 2,8 раза выше, чем в соседних зонах, а расход превышает обычный на 180 %.

Избирательная способность, а следовательно, и эффективность струйного метода поинтервального тампонирования, как показали расчеты, существенно выше, чем у инерционного метода. Однако в некоторых случаях струйные аппараты не в состоянии создать заданный перепад давления на пласт, уменьшить практически до нуля поглощение в окружающих заданную зону интервалах пласта.

Третий способ поинтервального тампонирования при изоляции расчетного интервала от соседних получил название винтового и заключается в спуске в интервал изоляции узла нагнетания, с обоих торцов которого устанавливаются шнеки, турбули-заторы или винты, навитые в противоположную по отношению друг к другу сторону. При вращении инструмента шнеки, винты или турбулизаторы создают подпор на выбранный интервал тампонирования, обеспечивая тем самым повышенную репрессию на пласт и интенсификацию поглощения раствора в заданной зоне (рис. 6.14, в). Учитывая, что в процессе изоляционных работ целесообразно обеспечить правое вращение инструмента, выше узла нагнетания устанавливаются шнеки, винты или турбулизаторы левой навивки, а ниже - правой.

Рассчитаем величину дополнительного подпора, развиваемого при вращении шнека, турбулизатора или винта. Характерный элемент конструкции - кольцо с приваренными к нему винтовыми лопатками. Рассмотрим силы, действующие на лопатку. При вращении инструмента на лопатку набегает струя жидкости, характеризующаяся определенной силой гидродинамического давления, вызывающая реакцию R, нормальную для поверхности контакта лопасти и потока. Поток расходится по поверхности лопатки с различными скоростями, т.е. в направлении узла нагнетания существенно превышают скорости вверх, к устью скважины. Разница сил гидродинамического давления вниз - вверх по лопатке равна разнице сил трения вверх - вниз по лопатке

гд1 = гд cos а, (6.32)

где гд1 - гидродинамическая сила, направленная вниз по поверхности лопатки; а - угол между реакцией R и горизонталью. Сила подпора, создаваемого одним элементом.

Fx = Ггд1 sin а = гд sin а cos а. (6.33)

Сила гидродинамического давления на лопатку

=рSxV =р lf (+ ю2sin р, (6.34)

где Sx - площадь проекции поверхности лопатки на вертикаль; l - высота элемента; f - толщина лопатки; dтр - диаметр

труб; ю - осевая скорость вращения.

С учетом уравнения (6.34) сила подпора, создаваемая одной лопаткой,

Fx =р lf sin2 р cos рю2 (dтр + ) . (6.35)

Давление, создаваемое одной лопаткой элемента,

Px = Fx/Sy =рю2sin2 р(dтр + ) , (6.36)

где Sy - проекция площади поверхности лопатки на горизонталь.

Элемент, состоящий из п лопаток, будет создавать дополнительный подпор на интервал цементирования

Др = рю2n(+ f sin2 р. (6.37)

В случае необходимости дополнительная репрессия может создаваться несколькими элементами, установленными как снизу, так и сверху узла нагнетания:

Др = рю2mn(dт + 2) sin2 р, (6.38)

где т - число ступеней инструмента или элементов.

Из выражения (6.38) легко найти требуемое число ступеней инструмента, если известен необходимый дополнительный подпор на интервал тампонирования.

Дополнительный расход поглощения тампонажного раствора в интервале изоляции определим из выражения